DE10043266A1 - Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressure - Google Patents
Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressureInfo
- Publication number
- DE10043266A1 DE10043266A1 DE10043266A DE10043266A DE10043266A1 DE 10043266 A1 DE10043266 A1 DE 10043266A1 DE 10043266 A DE10043266 A DE 10043266A DE 10043266 A DE10043266 A DE 10043266A DE 10043266 A1 DE10043266 A1 DE 10043266A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- blood pressure
- patient
- parameters
- pulse wave
- systolic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0285—Measuring or recording phase velocity of blood waves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording for evaluating the cardiovascular system, e.g. pulse, heart rate, blood pressure or blood flow
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
- A61B5/02125—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave propagation time
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
- A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
- A61B5/721—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts using a separate sensor to detect motion or using motion information derived from signals other than the physiological signal to be measured
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Hematology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen, nichtinvasiven Bestimmung des Blutdruckes nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for continuous, noninvasive determination of blood pressure after the upper handle of claim 1 and a device for implementation of the procedure.
Für die Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch den Arzt ist die Messung des systolischen und diastolischen Blutdruckes unerläßlich. Neben der invasiven Blutdruckmes sung über Katheter und interne oder externe Miniaturdruck sensoren, die nur bei stationärer Behandlung im Krankenhaus durchgeführt wird, sind indirekte, nichtinvasive Methoden nach Riva-Rocci und Korotkoff im Gebrauch, wobei bei diesen der systolische und diastolische Blutdruck mit Hilfe einer aufblasbaren Manschette bestimmt wird. Darüber hinaus sind kontinuierlich arbeitende nichtinvasive Blutdruckmeßverfah ren bekannt, die mit zwei abwechselnd aufgepumpten Manschet ten am Mittel- und Ringfinger des Probanden arbeiten. Durch einen Regelmechanismus wird der Manschettendruck den pulsie renden Augenblickswerten des Druckes in der Manschette nachgeführt, wodurch der systolische und diastolische Druckwert ermittelbar ist. Alle diese Verfahren belasten jedoch den Patienten durch die Unterbrechung des Blutkreis laufes während der Messung und es sind keine kurzzeitigen Blutdruckschwankungen meßbar, da der Meßvorgang 30 bis 60 Sekunden benötigt.For the diagnosis of cardiovascular disease by the Doctor is measuring the systolic and diastolic Blood pressure is essential. In addition to invasive blood pressure mes Solution via catheter and internal or external miniature pressure sensors that only work in hospital during inpatient treatment are indirect, non-invasive methods after Riva-Rocci and Korotkoff in use, with these systolic and diastolic blood pressure with the help of a inflatable cuff is determined. In addition, are continuous noninvasive blood pressure measurement ren known, with two alternately inflated cuff work on the middle and ring finger of the subject. By a regulating mechanism, the cuff pressure is the pulsie The instantaneous values of the pressure in the cuff tracked down, reducing the systolic and diastolic Pressure value can be determined. All these procedures burden however, the patient by the interruption of the bloodstream run during the measurement and they are not short lived Blood pressure fluctuations measurable, since the measuring process 30 to 60 Seconds needed.
Daher wurden kontinuierlich arbeitende Verfahren entwic kelt, die vom Blutdruck abhängige physiologische Parameter, insbesondere die Pulswellenlaufzeit bzw. -geschwindigkeit zur Bestimmung des Blutdruckes, verwenden. Aus der DE 38 07 672 ist ein Verfahren bekannt, das die Pulswellen laufzeit zur Bestimmung des mittleren Blutdruckes und ein am Ohr gemessenes Volumenpulssignal (Plethysmogramm) zur Be stimmung des systolischen und diastolischen Blutdrucks ein setzt. Vor der Messung ist für jeden Patienten eine Kali bration durchzuführen, wobei von einer linearen Beziehung zwischen Pulswellenlaufzeit und Blutdruck Gebrauch gemacht wird.Therefore, continuous processes have been developed celt, the blood pressure dependent physiological parameter, in particular the pulse wave transit time or speed to determine the blood pressure. From the DE 38 07 672 discloses a method which detects the pulse waves Term to determine the mean blood pressure and a Volume pulse signal measured at the ear (plethysmogram) for loading mood of systolic and diastolic blood pressure puts. Before the measurement is a potash for each patient bration, taking a linear relationship between pulse wave transit time and blood pressure becomes.
In der US 5,709,212 wird für die Blutdruckbestimmung die Pulswellenlaufzeit verwendet, die aus der Zeitdifferenz zwischen der R-Zacke eines EKGs und dem Pulssignal eines an der Peripherie aufgenommenen Photoplethysmogrammes bestimmt wird, wobei ebenfalls eine lineare Beziehung zwischen Puls wellenlaufzeit und Blutdruck angenommen wird. Eine Kalibra tion erfolgt über ein zusätzliches, an der Aorta aufgenomme nes Plethysmogramm.In US Pat. No. 5,709,212, blood pressure determination is performed Pulse wave delay used, resulting from the time difference between the R-wave of an ECG and the pulse signal on determines the peripheral photoplethysmogram recorded is also a linear relationship between pulse wave time and blood pressure is assumed. A calibra tion takes place via an additional, recorded at the aorta a plethysmogram.
Die genannten Verfahren leiden jedoch daran, daß immer auf Näherungsverfahren bei der Transformation der Parameter in den Blutdruck zurückgegriffen werden muß, was häufig zu ungenauen Bestimmungen führt.However, the above-mentioned methods suffer from being always on Approximation method in the transformation of the parameters in the blood pressure has to be resorted to, which is often too imprecise provisions.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens zu schaffen, mit denen auf einfache Weise eine genaue re kontinuierliche Bestimmung des Blutdruckes bei hoher zeitlicher Auflösung ermöglicht wird.The present invention is based on the object Method and device for carrying out the method to create an accurate and easy way to re continuous determination of blood pressure at high temporal resolution is enabled.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 22 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1 and a device with the Characteristics of claim 22 solved.
In dem Verfahren zur kontinuierlichen, nichtinvasiven Be stimmung des Blutdruckes, insbesondere des systolischen und/oder des diastolischen Blutdruckes eines Patienten wird mindestens ein vom Blutdruck abhängiger physiologischer Pa rameter, der am Patienten gemessen wird, oder ein davon ab geleiteter Parameter unter Verwendung mindestens eines künstlichen neuronalen Netzes in den Blutdruck transfor miert.In the method for continuous, non-invasive loading mood of the blood pressure, especially the systolic and / or the diastolic blood pressure of a patient at least one blood pressure dependent physiological Pa parameter measured on the patient or one of them guided parameter using at least one artificial neural network in the blood pressure transfor mized.
Hierdurch wird es unter Einsatz einer verallgemeinerten Transformationsfunktion in Form eines künstlichen neurona len Netzes ermöglicht, den Blutdruck kontinuierlich und in Echtzeit für jeden einzelnen Herzschlag zu ermitteln und eine beträchtliche Verbesserung der Genauigkeit der Messung zu erzielt. Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Ein satz bei Langzeitmessungen oder wenn eine hohe zeitliche Auflösung bei hoher Genauigkeit verlangt ist. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf Menschen, sondern auch auf Tiere als Patienten anwendbar.As a result, it is using a generalized Transformation function in the form of an artificial neurona len net allows the blood pressure continuously and in To determine real time for every single heartbeat and a considerable improvement in the accuracy of the measurement achieved. The method is particularly suitable for one set for long-term measurements or if a high temporal Resolution with high accuracy is required. That's it inventive method not only on humans, but also applicable to animals as patients.
Als Parameter zur Ermittlung des Blutdruckes kommt hierbei jede physikalisch meßbare physiologische Größe oder davon abgeleitete Größe in Frage. Wesentlich ist lediglich, daß diese eine ausreichende Abhängigkeit vom zu bestimmenden Blutdruck aufweist. Zur weiteren Verbesserung ist es bevor zugt, nicht nur eine, sondern mehrere physiologische Parame ter am Patienten zu messen bzw. zu bestimmen und als Ein gangsparameter für das künstliche neuronale Netz zu nutzen und diese in den Blutdruck zu konvertieren. Hierdurch läßt sich die Genauigkeit der Blutdruckbestimmung weiter erhö hen. Beim. Einsatz mehrerer Parameter müssen diese zusätz lich eine ausreichende Unabhängigkeit voneinander besitzen d. h. sie dürfen nicht vollständig miteinander korrelieren.As a parameter for determining the blood pressure comes here any physically measurable physiological size or any of them derived size in question. It is only essential that this a sufficient dependence on the to be determined Having blood pressure. To further improve it is coming not only one but several physiological parameters on the patient to measure or determine and as Ein to use the input parameters for the artificial neural network and to convert these into blood pressure. This leaves the accuracy of blood pressure determination continues to increase hen. At the. Use of several parameters must be additional have sufficient independence from each other d. H. they must not be completely correlated.
Erfindungsgemäß kann der systolische oder der diastolische, aber auch der mittlere Blutdruck ermittelt werden. Bevor zugt ist es hierbei, gleichzeitig den systolischen und den diastolischen Blutdruck zu ermitteln. Dies geschieht vor teilhafter Weise durch den Einsatz jeweils eines neuronalen Netzes für den systolischen und den diastolischen Blutdruck unter Einsatz entsprechend geeigneter Parameter.According to the invention, the systolic or diastolic, but also the mean blood pressure can be determined. before It is zugt here, at the same time the systolic and the to determine diastolic blood pressure. This happens before partly by the use of a neural one Net for systolic and diastolic blood pressure using appropriate parameters.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden der oder die Parameter unter Verwendung eines Elektrokardiogrammen (EKG) ermittelt, das vorzugsweise durch Einsatz von zwei, im Brustraum des Patienten angebrachten Elektroden aufgenommen wird. Weiterhin können der oder die Parameter unter Verwen dung eines Plethysmogrammes, das bevorzugt an peripheren Blutgefäßen wie dem Ohrläppchen oder dem Finger aufgenommen wird, in Kombination mit einem EKG ermittelt werden.In a preferred embodiment, the one or more Parameters using an electrocardiogram (ECG) determined, preferably by use of two, in Chest space of the patient attached electrodes added becomes. Furthermore, the parameter (s) may be used tion of a plethysmogram, preferably on peripheral Blood vessels such as the earlobe or the finger were added will be determined in combination with an ECG.
Bei der Bestimmung des systolischen Blutdruckes lassen sich durch den Einsatz der Herzfrequenz und der Pulswellenlauf zeit, d. h. der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle in den Blutgefäßen, als Parameter besonders gute Ergebnisse erzielen. Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit kann zusätzlich als dritter Parameter die Steilheit des Anstie ges des Pulssignales eines Plethysmogrammes, insbesondere eines Photoplethysmogrammes, eingesetzt werden.When determining the systolic blood pressure can be through the use of the heart rate and the pulse wave run time, d. H. the propagation speed of the pulse wave in the blood vessels, as parameters particularly good results achieve. To further improve the accuracy can in addition, as the third parameter, the steepness of the Anstie ges the pulse signal of a plethysmogram, in particular of a photoplethysmogram.
Für die Bestimmung des diastolischen Blutdruckes sind als Parameter die Herzfrequenz, das Produkt aus Pulswellenlauf zeit und Herzfrequenz sowie der integrale zeitliche Mittel wert des Plethysmogrammsignales besonders geeignet. Es sei aber betont, daß auch andere Kombinationen aus den genann ten Parametern oder mit anderen Parametern möglich sind. Die Pulswellenlaufzeit kann hierbei aus der Laufzeit zwi schen der R-Zacke eines Elektrokardiogrammes und dem Beginn des Pulswellenanstieges eines Photoplethysmogrammes be stimmt werden. Auch die Laufzeit zwischen den von einem Brustgurt registrierten QRS-synchronen Impulsen und dem Pulssignal eines Plethysmogrammes kann herangezogen werden. Alternativ ist es möglich, zwei Plethysmogrammen zur Bestim mung zu verwenden, die in verschiedenen Abständen zum Herz aufgenommen wurden, wobei sich die Pulswellenlaufzeit aus der Zeitdifferenz zwischen dem jeweiligen Beginn des systo lischen Pulswellenanstieges ergibt. For determination of diastolic blood pressure are considered Parameters the heart rate, the product of pulse wave run time and heart rate as well as the integral temporal mean value of the plethysmogram signal particularly suitable. It was but emphasizes that other combinations are called from that parameters or with other parameters. The pulse wave transit time can be calculated from the transit time between of the R-wave of an electrocardiogram and the onset the pulse wave rise of a photoplethysmogram be be true. Also the running time between those of one Chest belt registered QRS synchronous pulses and the Pulse signal of a plethysmogram can be used. Alternatively, it is possible to have two plethysmograms for Bestim to use at different distances to the heart were recorded, with the pulse transit time from the time difference between the respective beginning of systo results in a pulse wave increase.
Der Beginn des Pulswellenanstieges des Photoplethysmogram mes wird bevorzugt so bestimmt, daß eine erste Regressions gerade im linearen Bereich des diastolischen Abfalls des Pulswellensignals und eine zweite Regressionsgerade im linearen Bereich des systolischen Pulswellenanstieges be rechnet wird. Die Pulswellenlaufzeit ergibt sich dann aus dem Schnittpunkt der beiden Geraden.The beginning of the pulse wave rise of the photoplethysmogram mes is preferably determined so that a first regression straight in the linear area of diastolic waste of the Pulse wave signal and a second regression line in linear range of the systolic pulse wave rise be is expected. The pulse wave transit time then results the intersection of the two straight lines.
Die Herzfrequenz wird hierbei vorteilhafterweise mit Hilfe der zur Bestimmung der Pulswellenlaufzeit benötigten Vor richtungen bestimmt, z. B. aus dem Abstand einer R-Zacke des EKG zur nächsten R-Zacke oder dem Abstand des Beginns zweier Pulswellenanstiege im Photoplethysmogramm.The heart rate is hereby advantageously using the before needed to determine the pulse transit time determined directions, z. B. from the distance of an R-wave of the ECG to the next R-wave or the distance of the beginning two pulse wave rises in the photoplethysmogram.
Vor dem Einsatz am Patienten müssen die Abhängigkeiten des Blutdruckes von den jeweiligen Parameter, d. h. die Transfor mationsfunktion, in dem künstlichen neuronalen Netz gespei chert werden. Hierzu wird in einer einfachen Variante das künstliche neuronale Netz vor der Bestimmung des Blutdruc kes mindestens einmal an dem Patienten mittels konventionel ler Blutdruckmeßverfahren (z. B. einer Armmanschette) trai niert, d. h. die Abhängigkeiten zwischen den Parametern und dem Blutdruck ermittelt und in dem künstlichen neuronalen Netz abgespeichert.Before using on the patient, the dependencies of the patient must be considered Blood pressure from the respective parameters, d. H. the transfor tion function, stored in the artificial neural network be chert. For this purpose, in a simple variant, the artificial neural network before the determination of blood pressure kes at least once on the patient by means of conventional The blood pressure measurement method (eg an arm cuff) trai niert, d. H. the dependencies between the parameters and the blood pressure and in the artificial neural Network stored.
Vorteilhafterweise wird ein zweistufiges Verfahren angewen det. Zunächst wird in einer Vorschaltphase das künstliche neuronale Netz trainiert, indem zunächst wenigstens einmal an wenigstens einem Probanden einer ausgewählten charakteri stischen Personengruppe im Ruhezustand und mehreren angereg ten Zuständen die Parameter bestimmt und Blutdruckwerten zugeordnet werden, die mit konventionellen Meßmethoden er mittelt wurden. Hierdurch werden die Abhängigkeiten des Blutdruckes von den Parametern bezüglich dieser charakteri stischen Personengruppe ermittelt. Im Anschluß wird die eigentliche Blutdruckmessung am Patienten durchgeführt, indem der Patient vor der Transformation dieser charakteri stischen Personengruppe zugeordnet wird und die Transforma tion der Parameter in den Blutdruck unter Verwendung des auf die charakteristische Personengruppe trainierten künst lichen neuronalen Netzes erfolgt. Dieses zweistufige Verfah ren hat den Vorteil, daß bei Messung am Patienten auf ein herstellerseitig trainiertes neuronales Netz zurückgegrif fen werden kann und ein aufwendiges Training am Patienten entfällt.Advantageously, a two-stage process is used det. First, in a pre-switching phase, the artificial neural network is trained by first at least once at least one subject of a selected character Static group of people at rest and several excited the parameters and blood pressure values associated with conventional measuring methods he were averaged. This will change the dependencies of the Blood pressure from the parameters concerning this characteri group of persons. Following is the actual blood pressure measurement performed on the patient, by the patient before the transformation of this characteri Static group of people is assigned and the Transforma tion of the parameters in the blood pressure using the trained on the characteristic group of people art neural network. This two-step procedure ren has the advantage that when measuring the patient on a The manufacturer-trained neural network is used can be and a complex training on the patient eliminated.
Die Einteilung in charakteristische Personengruppen erfolgt im Normalfall nach alters- und konstitutionsbedingten Kriterien sowie dem individuellen Trainingszustand des Patienten, die der medizinischen Fachliteratur entnommen werden können. Zur Erzielung einer höheren Genauigkeit sollte das Training an mehreren Probanden und in mehreren angeregten Zuständen des jeweiligen Probanden erfolgen. Da dieses Training für jede charakteristische Personengruppe jedoch nur einmal durchgeführt werden muß, ist der Aufwand insgesamt recht gering.The division into characteristic groups of people takes place usually by age and constitution Criteria as well as the individual training state of the Patients taken from medical literature can be. To achieve higher accuracy The training should be done on several subjects and in several excited states of the respective subject. There this training for each characteristic group of people However, only once has to be performed, the effort altogether quite low.
Um auch die immer vorhandenen geringen Abweichungen des Pa tienten von den Normwerten der charakteristischen Personen gruppe zu erfassen, ist es besonders bevorzugt, in einer zweiten Vorschaltphase das künstliche neuronale Netz wenig stens einmal anhand herkömmlicher Blutdruckmeßmethoden (z. B. mit einer Armmanschette) auf den Patienten, dessen Blutdruck gemessen werden soll, zu kalibrieren und aus den Abweichungen von der charakteristischen Personengruppe Kor rekturfaktoren zu bestimmen. Anschließend werden bei der eigentlichen Messung die zu transformierenden Parameter vor der Transformation mit den Korrekturfaktoren auf die charak teristische Personengruppe korrigiert. Zusätzlich werden hierbei Abweichungen beim Anbringen der Meßvorrichtungen am jeweiligen Patienten erfaßt. Mit je einer Kalibriermessung im Ruhezustand und einem angeregten Zustand kann Auf diese Weise eine Anpassung der allgemeinen Transformationsfunkti on der jeweiligen charakteristischen Personengruppe an den Patienten erreicht werden.In order to avoid the always existing small deviations of the Pa served by the standard values of the characteristic persons It is particularly preferred to record in a group second ballast phase the artificial neural network little at least once using conventional blood pressure measuring methods (eg with an arm cuff) on the patient, whose Blood pressure should be measured, calibrated and read off Deviations from the characteristic group of persons Kor to determine the correction factors. Subsequently, at the actual measurement before the parameters to be transformed the transformation with the correction factors on the charak corrected for a teristic group of people. In addition will be here are deviations when attaching the measuring devices on each patient. With one calibration measurement each at rest and an excited state can on this Do an adaptation of the general transformation function on the respective characteristic group of persons to the Patients are reached.
In einer vorteilhaften Variante werden zur Erkennung und Korrektur von Artefakten bei der Messung bzw. Bestimmung der Parameter, wie ein Elektrodenabriß, Muskelzittern, eine Übersteuerung des EKG oder auch einer Über- und Untersteue rung des Plethymogrammes, die Signale des Elektrokardiogra phen und Photoplethysmographen analysiert. Diese Signalana lyse kann anschließend zur Korrektur der Parameter verwen det werden. Alternativ oder zusätzlich ist es weiterhin bevorzugt, die Ausgangssignale einer Kurzzeitkorrelationsa nalyse über mindestens zwei Herzschlagperioden zu unterwer fen. Durch den Einsatz von Beschleunigungssensoren können auch durch Bewegungen des Patienten hervorgerufene Artefak te wirkungsvoll erkannt und eliminiert werden.In an advantageous variant, the recognition and Correction of artifacts during the measurement or determination the parameter, such as an electrode tear, muscle tremors, a Override the ECG or an oversteer and lower control plethymogram, the signals of the electrocardiogram phen and photoplethysmographs analyzed. This signalana lysis can then be used to correct the parameters be. Alternatively or additionally, it is still preferably, the output signals of a Kurzzeitkorrelationsa subject to at least two heartbeat periods fen. Through the use of acceleration sensors can also by movements of the patient caused artifact be effectively recognized and eliminated.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche weist eine Auswerte- und Transformationseinheit auf, die minde stens ein künstliches neuronales Netz aufweist, wobei das künstliche neuronale Netz die Transformation mindestens eines physiologischen Parameters in den Blutdruck vornimmt.A device according to the invention for carrying out the Method according to one of the preceding claims an evaluation and transformation unit, the minde at least one artificial neural network, wherein the artificial neural network the transformation at least of a physiological parameter in the blood pressure.
Bevorzugt ist es hierbei, daß die Vorrichtung ein Mittel zur Messung der Pulswellenlaufzeit aufweist, wobei die Puls wellenlaufzeit durch die Auswerte- und Transformationsein heit in den Blutdruck transformierbar ist. It is preferred in this case that the device is a means for measuring the pulse wave transit time, wherein the pulse maturity through the evaluation and transformation unit is transformable into blood pressure.
In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung weist das Mittel zur Messung der Pulswellenlaufzeit einen Elektrokar diographen zur Aufzeichnung eines Elektrokardiogrammes sowie einen Photoplethysmographen zur Messung der Volumen schwankungen eines Blutgefäßes auf, um daraus die Parameter zur Transformation in den Blutdruck zu ermitteln.In a further embodiment of the device that has Means for measuring the pulse wave transit time an electrocar Diographs for recording an electrocardiogram and a photoplethysmograph for measuring volumes fluctuations of a blood vessel in order to derive the parameters to determine the transformation into blood pressure.
Vorteilhafterweise ist zur kontinuierlichen Aufnahme und Speicherung der Signaldaten ein Langzeitrekorder mit dem Elektrokardiographen und dem Photoplethysmographen verbun den.Advantageously, for continuous recording and Storage of the signal data a long-term recorder with the Electrocardiographs and the photoplethysmograph the.
Es ist bevorzugt, daß die Auswerte- und Transformationsein heit jeweils ein künstliches neuronales Netz zur gleichzei tigen Bestimmung des systolischen und des diastolischen Blutdruckes aufweist.It is preferred that the evaluation and transformation be Each is an artificial neural network at the same time determination of systolic and diastolic Having blood pressure.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß ein Mittel zur Messung der Bewegung des Patienten vorgesehen ist, um durch Bewegung hervorgerufene Artefakte zu eliminieren.Furthermore, it is preferred that a means for measuring the Movement of the patient is intended to move through to eliminate induced artifacts.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The invention will be described below with reference to FIGS Figures of the drawings closer to an embodiment explained. Show it:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichzeitigen Bestimmung des systolischen und diastolischen Blutdruckes; Figure 1 shows the schematic structure of a device according to the invention for simultaneous determination of systolic and diastolic blood pressure.
Fig. 2 zwei künstliche neuronale Netze mit Parametern zur Transformation in den systolischen und den diastolischen Blutdruck; FIG. 2 shows two artificial neural networks with parameters for transformation into systolic and diastolic blood pressure; FIG.
Fig. 3 die Bestimmung der Pulswellenlaufzeit und anderer Parameter aus einem Elektrokardiogramm und einem Photoplethysmogramm; Fig. 3 shows the determination of the pulse wave transit time and other parameters from an electrocardiogram and a photoplethysmogram;
Fig. 4 die zeitliche Veränderung des systolischen Blut drucks im. Vergleich zur Änderung der Herzfrequenz und der Pulswellenlaufzeit; Fig. 4, the temporal change of the systolic blood pressure in. Comparison to change in heart rate and pulse wave transit time;
Fig. 5 die zeitliche Veränderung des diastolischen Blutdruckes im Vergleich zu Herzfrequenz, Pulswel lenlaufzeit, dem Produkt aus Herzfrequenz und Pulswellenlaufzeit sowie dem integralen Mittel wert des Photoplethysmogrammsignals; Fig. 5 shows the time change of the diastolic blood pressure compared to heart rate, Pulswel lenlaufzeit, the product of heart rate and pulse wave transit time and the integral mean value of the photoplethysmogram signal;
Fig. 6 den systolischen Blutdruckverlauf während der Langzeitmessung mit zugeordneten Tätigkeiten. Fig. 6 shows the systolic blood pressure during the long-term measurement with associated activities.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie weist einen handelsüblichen Elektrokardiographen 1 mit zwei EKG-Elektroden E1, E2 und einer Referenzelektrode R auf, der die elektrischen Signale des Herzmuskels aufnimmt und verstärkt. Fig. 1 shows the schematic structure of a preferred embodiment of the device according to the invention. It has a commercial electrocardiograph 1 with two ECG electrodes E 1 , E 2 and a reference electrode R, which receives and amplifies the electrical signals of the heart muscle.
Weiterhin ist ein Photoplethysmograph 2 vorgesehen, der die Blutvolumenänderung mit Hilfe eines handelsüblichen, meist am Finger, Ohrläppchen, Handgelenk oder Fuß angebrachten Durchlicht- oder Reflexionssensor als optische Signale S erfaßt und in elektrische Signale umsetzt. Das Photople thysmogramm gibt den zeitlichen Verlauf der Volumenänderung der entsprechenden Blutgefäße wieder und bildet daher auch den Verlauf der Pulswelle durch das Gefäß ab. Die verstärk ten elektrischen Signale des Plethysmographen werden vor teilhafterweise einer Amplitudenanpassung unterworfen, so daß sich auch bei Änderungen durch Bewegung des Patienten oder kurzes Abnehmen bzw. Verlieren des Sensors optimal ausgesteuerte Signale ergeben. Zusätzlich können die von dem Elektrokardiographen 1 bzw. Photoplethysmographen 2 ge lieferten Signal einer Artefakterkennung unterzogen werden. Diese können zum Beispiel durch Verlust der Elektroden, Mus kelzittern o. ä. verursacht werden. Bewegungsbedingte Abwei chungen von der normalen Signalform werden durch eine Kreuzkorrelationsanalyse erkannt. Die berechneten Parameter werden darüber hinaus einer Plausibilitätsüberprüfung auf physiologisch sinnvolle Wertebereiche überprüft, um zusätz lich Ausreißer erkennen und korrigieren zu können.Furthermore, a photoplethysmograph 2 is provided, which detects the change in blood volume with the aid of a commercial, usually on the finger, earlobe, wrist or foot mounted transmitted light or reflection sensor as optical signals S and converts them into electrical signals. The Photople thysmogram reflects the time course of the change in volume of the corresponding blood vessels and therefore also forms the course of the pulse wave through the vessel. The ampli th electrical signals of the plethysmograph are subjected before geous enough, an amplitude adjustment, so that even with changes due to movement of the patient or short loss or loss of the sensor optimally controlled signals. In addition, the signal supplied by the electrocardiograph 1 or photoplethysmograph 2 can be subjected to artifact detection. These can be caused for example by loss of the electrodes, muscle limbs or the like. Movement-related deviations from the normal waveform are detected by a cross-correlation analysis. In addition, the calculated parameters are checked for plausibility checks on physiologically sensible ranges of values so that outliers can be identified and corrected.
Die elektrischen Signale des Elektrokardiographen 1 und des Photoplethysmographen 2 werden anschließend einem digitalen Langzeitrekorder 3 zugeführt, um die Daten abzuspeichern. Die Daten können dann jederzeit durch die nachgeschaltete Auswerte- und Transformationseinheit 5 abgerufen werden. Alternativ kann auf den Langzeitrekorder verzichtet werden und die Daten direkt der Auswerte- und Transformationsein heit 5 zugeführt werden, wenn keine Langzeitmessung durchge führt werden soll.The electrical signals of the electrocardiograph 1 and the photoplethysmograph 2 are then fed to a digital long-term recorder 3 in order to store the data. The data can then be retrieved at any time by the downstream evaluation and transformation unit 5 . Alternatively, it is possible to dispense with the long-term recorder and the data are fed directly to the evaluation and transformation unit 5 if no long-term measurement is to be performed.
Die Auswerte- und Transformationseinheit 5 dient dazu, die von dem Elektrokardiographen 1 und des Photoplethysmogra phen 2 gelieferten Daten in den Blutdruck zu transformie ren. Nach der Transformation werden die berechneten Blut druckdaten zu einer Ausgabeeinheit 6, z. B. einer optischen Anzeigeeinrichtung, einer Speichereinheit o. ä., geleitet.The evaluation and transformation unit 5 serves to transform the data supplied by the electrocardiograph 1 and the Photoplethysmogra phen 2 into the blood pressure. After the transformation, the calculated blood pressure data to an output unit 6 , z. As an optical display device, a memory unit o. Ä., Guided.
Fig. 2 zeigt zwei künstliche neuronale Netze 7a, 7b, die in der Auswerte- und Transformationseinheit 5 für die Transformation geeigneter Parameter in den Blutdruck vorge sehen sind. Fig. 2 shows two artificial neural networks 7 a, 7 b, which are provided in the evaluation and transformation unit 5 for the transformation of suitable parameters in the blood pressure.
Das erste künstliche neuronale Netz 7a, das zur Berechnung des systolischen Blutdrucks psys vorgesehen ist, verwendet als Eingangsparameter die Herzfrequenz HF, die Pulswellen laufzeit PWL und die Steilheit des Anstieges des Pulswellen signales PA des Photoplethysmogrammsignals. Alle drei Parameter weisen eine ausgeprägte Abhängigkeit vom systoli schen Blutdruck auf und zeigen eine ausreichende Unabhängig keit voneinander, wie sich aus den in Fig. 4 dargestellten zeitlichen Verläufen der Parameter und des konventionell gemessen Blutdrucks bei unterschiedlicher Belastung des Patienten entnehmen läßt. Das obere Diagramm der Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Herzfrequenz des Patienten bzw. Probanden im Ruhezustand sowie bei 50, 100, 150, 200, 250 Watt Belastung. Das mittlere Diagramm zeigt die Pulswel lenlaufzeit, wobei die obere Kurve aus einem Fingerpulssi gnal und die untere aus einem Ohrpulssignal berechnet wurde. Das untere Diagramm ist der parallel, mit einer Manschette nach Riva-Rocci aufgenommene systolische (obere Kurve) und diastolische Blutdruck (untere Kurve). Bei Stei gerung der Belastung des Patienten nimmt die Herzfrequenz deutlich zu, während die Pulswellenlaufzeit abnimmt. Die Steilheit des Anstieges des Pulswellensignales des Photople thysmogrammes ist in Fig. 4 nicht abgebildet; sie zeigt aber ebenfalls eine deutliche Abhängigkeit vom Blutdruck.The first artificial neural network 7 a, which is provided for calculating the systolic blood pressure p sys uses as an input parameter, the heart rate HF, the pulse wave transit time PWL and the slope of the rise of the pulse wave signal PA of the photoplethysmogram signal. All three parameters have a pronounced dependence on the systolic blood pressure and show sufficient independence from one another, as can be seen from the time profiles of the parameters and the conventionally measured blood pressure with different loadings of the patient shown in FIG . The upper diagram of Fig. 4 shows the time course of the heart rate of the patient or subjects in the resting state and at 50, 100, 150, 200, 250 watts load. The middle diagram shows the Pulswel lenlaufzeit, the upper curve from a Fingerpulssi signal and the lower was calculated from an ear pulse signal. The lower diagram is the systolic (upper curve) and diastolic blood pressure (lower curve) recorded in parallel with a Riva-Rocci cuff. As the load on the patient increases, the heart rate increases significantly while the pulse wave transit time decreases. The slope of the rise of the pulse wave signal of the Photople thysmogrammes is not shown in Fig. 4; but it also shows a significant dependence on blood pressure.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf diese Param eter beschränkt, sondern läßt sich auch mit anderen Parame tern ausführen, die die genannten Kriterien erfüllen.The inventive method is not on this param but limited to other parameters perform those criteria.
Das zweite künstliche neuronale Netz 7b dient zur Bestim mung des diastolischen Blutdruckes pdias. Als Parameter werden hierbei die Herzfrequenz HF, das Produkt aus Herzfre quenz und Pulswellenlaufzeit HF.PWL sowie der integrale zeitliche Mittelwert IM des Photoplethysmogrammsignales ver wendet. Diese Parameter zeigen eine deutliche Abhängigkeit vom diastolischen Blutdruckwert, wie aus Fig. 5 ersicht lich ist. In dieser sind die Herzfrequenz, die Pulswellen laufzeit, das Produkt aus Pulswellenlaufzeit und Herzfre quenz sowie der integrale Mittelwert des Photoplethysmo grammsignals zusammen mit den nach Riva-Rocci bestimmten Blutdruckwerten dargestellt.The second artificial neural network 7 b is used to determine the diastolic blood pressure p dias . The heart rate HF, the product of Herzfre frequency and pulse wave delay HF.PWL and the integral time average IM of the photoplethysmogram signal ver used here as a parameter. These parameters show a significant dependence on the diastolic blood pressure value, as shown in FIG. 5 ersicht Lich. This shows the heart rate, the pulse wave transit time, the product of pulse wave transit time and heart rate, and the integral mean value of the photoplethysmogram signal together with the blood pressure values determined according to Riva-Rocci.
Mit Hilfe dieser beiden künstlichen neuronalen Netze 7a, 7b ist unter Einsatz der genannten Parameter eine gleichzeiti ge Bestimmung des systolischen und des diastolischen Blut druckes möglich.With the help of these two artificial neural networks 7 a, 7 b, a simultaneous determination of the systolic and diastolic blood pressure is possible using the mentioned parameters.
Wie die Parameter in der Auswerte- und Transformationsein heit 2 aus den EKG- bzw. Plethysmogrammdaten bestimmt werden, wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 3 erläutert. Die obere Kurve zeigt ein EKG-Signal 10 mit QRS-Komplex, der dem Zeitpunkt des Beginns der Blutaustreibung aus der linken Herzkammer entspricht. Die untere Kurve zeigt ein Volumenpulssignal 11, das mit Hilfe eines Photoplethysmo graphen an einem peripheren Ort des Körpers, z. B. am Handge lenk, Finger oder Ohrläppchen, aufgenommenen wurde. Es handelt sich im vorliegenden Fall um ein invertiert darge stelltes Absorptionssignal, so daß das Maximum der Kurve dem Maximum der Pulswelle entspricht.How the parameters in the evaluation and transformation unit 2 are determined from the ECG or plethysmogram data will be explained below with reference to FIG . The upper curve shows an ECG signal 10 with QRS complex, which corresponds to the time at which the left ventricle is expelled from blood. The lower curve shows a volume pulse signal 11 , the graphen with the help of a Photoplethysmo at a peripheral location of the body, z. B. on Handge steering, fingers or earlobes, was recorded. It is in the present case an inverted Darge notified absorption signal, so that the maximum of the curve corresponds to the maximum of the pulse wave.
Aus der Laufzeit zwischen der R-Zacke des EKG und dem Beginn des Pulswellenanstieges des Photoplethysmogrammes ergibt sich die Laufzeit der Pulswelle durch die Blutgefä ße. Der Beginn des Pulswellenanstieges des Photoplethysmo grammes wird hierbei aus dem Schnittpunkt zweier Regressi onsgeraden bestimmt, die den näherungsweise linearen diasto lischen Abfall 13 und systolischen Pulswellenanstieg 12 nachbilden.From the transit time between the R wave of the ECG and the beginning of the pulse wave rise of the photoplethysmogram, the transit time of the pulse wave through the blood vessel results. The beginning of the Pulswellenanstieges of Photoplethysmo gram is hereby determined from the intersection of two Regressi onsgeraden that simulate the approximately linear diastolic waste 13 and systolic pulse wave rise 12 .
Darüber hinaus ist es möglich, die Pulswellenlaufzeit aus dem Laufzeitunterschied zwischen zwei, an verschiedenen Stellen des Körpers, z. B. am Schlüsselbein (arteria subcla via) und am Unterarm (arteria radialis), synchron gemesse nen Photoplethysmogrammen oder anderen Pulswellendetektoren zu bestimmen. Das EKG kann ggf. auch durch das Aussgangssi gnal eines Brustgurtes, wie er zur Herzfrequenzbestimmung eingesetzt wird und QRS-synchrone Impulse liefert, ersetzt werden.In addition, it is possible to choose the pulse wave transit time the runtime difference between two, at different Bodies of the body, z. B. on the clavicle (arteria subcla via) and on the forearm (arteria radialis), measured synchronously photoplethysmograms or other pulse wave detectors to determine. The ECG may possibly also by the Aussssssi gnal a chest strap, as he used for heart rate determination is replaced and delivers QRS synchronous pulses become.
Die Bestimmung der Herzfrequenz erfolgt anhand des EKGs (Abstand der R-Zacken voneinander) und/oder aus dem Abstand der Pulswellensignale des Photoplethysmogramms. Es können aber auch andere gängige Verfahren herangezogen werden. Der integrale Mittelwert des Photoplethysmogrammsignals ergibt sich durch Integration der Signalkurve.The determination of the heart rate is based on the ECG (Distance of the R-waves from each other) and / or from the distance the pulse wave signals of the photoplethysmogram. It can but other common methods are used. The gives an integral mean of the photoplethysmogram signal by integrating the signal curve.
Im folgenden wird ein besonders vorteilhaftes zweistufiges Verfahren zur gleichzeitigen Bestimmung des systolischen und diastolischen Blutdruckes unter Einsatz der oben be schriebenen Vorrichtung dargestellt.The following is a particularly advantageous two-stage Method for the simultaneous determination of the systolic and diastolic blood pressure using the above written device shown.
Im Vorfeld der Bestimmung des Blutdruckes am Patienten müssen zunächst die beiden künstlichen neuronalen Netze 7a, 7b trainiert werden. Dies geschieht im vorliegenden Bei spiel anhand von Probanden, die repräsentativ für eine cha rakteristische Personengruppe sind. Hierbei kann auf die me dizinische Fachliteratur zurückgegriffen werden. Es wird nach Alter und Konstitution (BMI) unterschieden. Typische mittlere Blutdruckwerte für Frauen und Männer sind in der folgenden Tabelle dargestellt:In advance of the determination of the blood pressure on the patient, the two artificial neural networks 7 a, 7 b must first be trained. In the present example, this is done using subjects who are representative of a characteristic group of persons. This can be accessed on the me medical literature. It is differentiated according to age and constitution (BMI). Typical mean blood pressure values for women and men are shown in the following table:
Weiterhin kann nach der allgemeinen Fitness, Gewicht, Rau cher/Nichtraucher und anderen Kriterien unterschieden werden.Furthermore, after the general fitness, weight, rough and non-smoking and other criteria become.
Die Trainingsmessungen finden an jeweils mehreren Probanden der jeweiligen charakteristischen Personengruppe statt und werden im Ruhezustand und mindestens zwei angeregten Zustän den des Probanden durchgeführt. Je detaillierter die Klassi fizierung in Personengruppen erfolgt und je mehr Anregungs zustände des Probanden ermittelt werden, desto genauer sind später die Ergebnisse der Blutdruckermittlung. Parallel dazu wird der Blutdruck mit Hilfe herkömmlicher Methoden, z. B. mit einer Manschette nach Riva-Rocci, ermittelt, so wie es in Fig. 4 beispielhaft für fünf angeregte Zustände dargestellt ist.The training measurements take place at each of several subjects of the respective characteristic group of people and are carried out in the resting state and at least two excited states of the subject. The more detailed the classification in groups of people is and the more stimulation states of the subject are determined, the more accurate the results of the blood pressure determination will be. In parallel, the blood pressure using conventional methods, such. B. with a cuff Riva Rocci, determined, as shown in Fig. 4 by way of example for five excited states.
Die aus dem EKG und dem Plethysmogramm ermittelten Parame ter zur Bestimmung des systolischen und diastolischen Blut druckes werden anschließend zusammen mit den durch Manschet te ermittelten Blutdruckwerten dem Training der beiden künstlichen neuronalen Netze 7a, 7b zugrundegelegt. Durch das Training werden die Abhängigkeiten des Blutdruckes von den Parametern in den künstlichen neuronalen Netzen 7a, 7b abgespeichert. Dieses Training muß für jede charakteristi sche Personengruppe durchgeführt werden, um eine Breite Anwendung zu ermöglichen.The parameters determined from the ECG and the plethysmogram for determining the systolic and diastolic blood pressure are then used together with the blood pressure values determined by cuffing to form the training of the two artificial neural networks 7 a, 7 b. Through the training, the dependencies of the blood pressure on the parameters in the artificial neural networks 7 a, 7 b are stored. This training must be carried out for each characteristic group of persons in order to enable a broad application.
Diese erste Stufe des Trainings auf eine charakteristische Personengruppe muß pro charakteristischer Personengruppe nur ein einziges mal erfolgen und kann allen späteren Messungen an den Patienten zugrundegelegt werden. Dies hat zusätzlich den Vorteil, daß sie bereits vom Hersteller vorgenommen werden kann und so die spätere Messung deutlich verkürzt.This first step of training on a characteristic Person group must be per characteristic group of persons done only once and can all later Measurements on the patient. this has In addition, the advantage that they are already from the manufacturer can be made and so the subsequent measurement significantly shortened.
Vor der eigentlichen Messung am Patienten ist es vorgese hen, eine zusätzliche Kalibration der Vorrichtung auf den jeweiligen Patienten vorzunehmen. Diese Kalibration erfolgt im Ruhezustand und einem angeregten Zustand des Patienten (Ergometer 100 Watt, 15 Kniebeugen etc.) und dient der Er fassung der meist geringen Abweichungen von der charakteri stischen Personengruppe, der der Patient zuzuordnen ist. Die Kalibration wird wie das Training anhand herkömmlicher Blutdruckmeßverfahren durchgeführt und liefert entsprechen de Korrekturfaktoren für die Parameter. Die Kalibration muß im Prinzip pro Patient nur einmal durchgeführt werden, es empfiehlt sich jedoch, eine Überprüfung der Kalibrationsda ten vorzunehmen, wenn eine längere Zeit verstrichen ist oder der Verdacht auf Konstitutionsveränderungen bei dem Pa tienten besteht. In jedem Fall muß eine Neukalibration durchgeführt werden, wenn sich die charakteristische Perso nengruppe des Patienten ändert. Before the actual measurement on the patient, it is vorgese hen, an additional calibration of the device on the each patient. This calibration is done at rest and an excited state of the patient (Ergometer 100 watts, 15 squats, etc.) and serves the Er Formation of the mostly small deviations from the characteri group of people to whom the patient belongs. The calibration will be like the training based on conventional Blood pressure measurement procedure performed and supplies correspond DE Correction factors for the parameters. The calibration must in principle, only once per patient, it is done However, it is recommended to check the calibration data if a longer time has elapsed or the suspicion of constitutional changes in the Pa patients. In any case, a recalibration be performed when the characteristic Perso group of patients changes.
Danach kann die eigentliche Blutdruckmessung am Patienten erfolgen. Die aus dem EKG und dem Plethysmogramm ermittel ten Parameter werden zunächst mit Hilfe der Korrekturfakto ren auf die jeweilige charakteristische Personengruppe normiert und auf die beiden, auf die charakteristische Per sonengruppe trainierten künstlichen neuronalen Netze 7a, 7b gegeben. Das jeweilige künstliche neuronale Netz 7a, 7b be rechnet nun in Echtzeit den jeweiligen Blutdruck.Afterwards, the actual blood pressure measurement can be done on the patient. The parameters determined from the ECG and the plethysmogram are first standardized to the respective characteristic group of persons with the aid of the correction factors and applied to the two artificial neural networks 7 a, 7 b trained on the characteristic per sonic group. The respective artificial neural network 7 a, 7 b be calculated now in real time the respective blood pressure.
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird anhand der Fig. 6 deutlich. Sie zeigt eine Langzeitmessung des systolischen Blutdruckes unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens über einen Zeitraum von mehreren Stunden unter Angabe der jeweiligen Tätigkeiten. Auch teilweise sprungartig auftre tende Blutdruckänderungen lassen sich schlaggenau ermitteln und lassen Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand des Patienten zu, ohne diesen zu belasten.The performance of the method will be apparent from the Fig. 6. It shows a long-term measurement of the systolic blood pressure using the method according to the invention over a period of several hours, stating the respective activities. Even sudden leaps in blood pressure changes can be determined accurately and allow conclusions about the health of the patient, without burdening it.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine kontinuierliche beat-to-beat-Anzeige des systolischen und des diastolischen Blutdrucks und bietet wegen der hohen zeitlichen Auflösung, der für den Patienten nicht spürbaren Sensorik und der erreichbaren Genauigkeit neuartige Diagnose- und Überwa chungsmöglichkeiten durch die Blutdruck-Langzeitmessung und die kontinuierliche Blutdruckbestimmung bei der Ergometrie sowie bei Anwendungen im Schlaflabor.The inventive method provides a continuous beat-to-beat display of the systolic and diastolic Blood pressure and because of the high temporal resolution, the sensation not felt by the patient and the achievable accuracy novel diagnostic and Überwa possibilities of monitoring through the blood pressure long-term measurement and Continuous blood pressure determination in ergometry as well as in applications in the sleep laboratory.
Auch zur Überprüfung der Fitness und der Planung von Trai ningseinheiten von Leistungssportlern, dem Test neuer blutdruckbeeinflussenden Medikamente usw. ist das genannte Verfahren vorteilhaft einsetzbar. Darüber hinaus eignet es sich aufgrund der einfachen Anwendbarkeit auch zur Selbst diagnose im Heimbereich und für die Tele-Diagnose nach er folgter Kalibration durch den Arzt. Also to check the fitness and planning of Trai units of competitive athletes, the test of new antihypertensive drugs, etc. is the said Method advantageously used. In addition, it is suitable itself due to the ease of application to the self Diagnosis in the home and for the tele-diagnosis after he followed by calibration by the doctor.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie le. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch ma chen. Insbesondere ist die Erfindung nicht auf den Einsatz der genannten Parameter beschränkt, sondern kann auch mit anderen Parametern durchgeführt werden.The invention is not limited in their execution the preferred embodiment specified above le. Rather, a number of variants are conceivable, the the method and apparatus according to the invention also in fundamentally different versions use ma chen. In particular, the invention is not for use the mentioned parameters are limited, but can also with other parameters are performed.
Claims (28)
am Patienten mindestens ein vom Blutdruck abhängiger physiologischer Parameter oder davon abgeleiteter Parameter gemessen wird und
eine Transformation des mindestens einen Parameters in den Blutdruck erfolgt
dadurch gekennzeichnet,
daß die Transformation des mindestens einen Parameters in den Blutdruck unter Verwendung mindestens eines künstlichen neuronalen Netzes (7a, 7b) erfolgt.1. A method for the continuous, non-invasive determination of the blood pressure, in particular the systolic and / or diastolic blood pressure of a patient, wherein
at least one blood pressure dependent physiological parameter or derived parameter is measured on the patient, and
a transformation of the at least one parameter takes place in the blood pressure
characterized
in that the transformation of the at least one parameter into the blood pressure takes place using at least one artificial neural network ( 7 a, 7 b).
- a) in einer Vorschaltphase das künstliche neuronale Netz trainiert wird, indem zunächst wenigstens einmal an wenigstens einem Probanden einer ausge wählten charakteristischen Personengruppe im Ruhezustand und mehreren angeregten Zuständen der Blutdruck bestimmt und Blutdruckwerten zugeordnet wird, die mit konventionellen Meßmethoden ermit telt wurden, um die Abhängigkeiten des Blutdruckes von den Parametern bezüglich dieser charakteristi schen Personengruppe zu ermitteln, und anschlie ßend
- b) bei der Messung des Blutdruckes des Patienten der Patient der charakteristischen Personengruppe zuge ordnet wird und die Transformation der Parameter in den Blutdruck unter Verwendung des auf die cha rakteristische Personengruppe trainierten künstli chen neuronalen Netz erfolgt.
- a) in a pre-switching phase, the artificial neural network is trained by first determined at least once a subject of a selected characteristic group of people in the resting state and several excited states, the blood pressure and blood pressure values, which were ermit mined with conventional measurement methods to the dependencies to determine the blood pressure from the parameters relating to this characteristic group of persons, and subsequently ßend
- b) in the measurement of the blood pressure of the patient, the patient is assigned to the characteristic group of persons and the transformation of the parameters into the blood pressure is carried out using the artificial neuronal network trained on the characteristic group of persons.
in einer weiteren Vorschaltphase das künstliche neu ronale Netz wenigstens einmal auf den Patienten, dessen Blutdruck gemessen werden soll, anhand herkömmlicher Blutdruckmeßmethoden kalibriert wird und aus den Abweichungen von der charakteristischen Personengruppe Korrekturfaktoren bestimmt werden und
bei der Messung die zu transformierenden Parameter mit den Korrekturfaktoren auf die charakteristische Personengruppe korrigiert werden.18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that
in another Vorschaltphase the artificial neural net at least once on the patient whose blood pressure is to be measured, is calibrated using conventional blood pressure measuring and determined from the deviations from the characteristic group of persons correction factors and
during the measurement, the parameters to be transformed are corrected with the correction factors to the characteristic group of persons.
einem Elektrokardiographen (1) zur Aufzeichnung eines Elektrokardiogrammes, sowie
einen Photoplethysmographen (2) zur Messung der Vo lumenschwankungen eines Blutgefäßes aufweist.25. The apparatus of claim 23 or 24, characterized in that the means for measuring the pulse waves transit time
an electrocardiograph ( 1 ) for recording an electrocardiogram, and
a photoplethysmograph ( 2 ) for measuring the volume fluctuations of a blood vessel.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10043266A DE10043266A1 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressure |
| EP01971663A EP1313398A1 (en) | 2000-08-28 | 2001-08-28 | Method and device for the continuous, non-invasive determination of blood pressure |
| PCT/DE2001/003296 WO2002017781A1 (en) | 2000-08-28 | 2001-08-28 | Method and device for the continuous, non-invasive determination of blood pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10043266A DE10043266A1 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10043266A1 true DE10043266A1 (en) | 2002-03-14 |
Family
ID=7654742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10043266A Ceased DE10043266A1 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressure |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1313398A1 (en) |
| DE (1) | DE10043266A1 (en) |
| WO (1) | WO2002017781A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014223366A1 (en) | 2014-11-17 | 2016-05-19 | BSH Hausgeräte GmbH | Domestic appliance with a touch-sensitive operating device and method for its operation |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6730038B2 (en) * | 2002-02-05 | 2004-05-04 | Tensys Medical, Inc. | Method and apparatus for non-invasively measuring hemodynamic parameters using parametrics |
| CN108567420B (en) * | 2018-03-15 | 2020-12-11 | 深圳竹信科技有限公司 | Blood pressure measuring terminal and computer-readable storage medium |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3807672A1 (en) * | 1988-03-09 | 1989-09-21 | Vectron Ges Fuer Technologieen | METHOD FOR CONTINUOUSLY MEASURING BLOOD PRESSURE ON HUMAN AND BLOOD PRESSURE MEASURING DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD |
| DE69304748T2 (en) * | 1992-03-09 | 1997-05-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Electronic blood pressure monitor |
| US5709212A (en) * | 1994-03-30 | 1998-01-20 | Nihon Kohden Corporation | Blood pressure measuring apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3132643A (en) * | 1960-08-18 | 1964-05-12 | Melpar Inc | Blood pressure measurement |
| US6135966A (en) * | 1998-05-01 | 2000-10-24 | Ko; Gary Kam-Yuen | Method and apparatus for non-invasive diagnosis of cardiovascular and related disorders |
| JP2000126142A (en) * | 1998-10-29 | 2000-05-09 | Nippon Colin Co Ltd | Non-regard blood continuous blood pressure estimating device |
-
2000
- 2000-08-28 DE DE10043266A patent/DE10043266A1/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-08-28 EP EP01971663A patent/EP1313398A1/en not_active Withdrawn
- 2001-08-28 WO PCT/DE2001/003296 patent/WO2002017781A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3807672A1 (en) * | 1988-03-09 | 1989-09-21 | Vectron Ges Fuer Technologieen | METHOD FOR CONTINUOUSLY MEASURING BLOOD PRESSURE ON HUMAN AND BLOOD PRESSURE MEASURING DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD |
| DE69304748T2 (en) * | 1992-03-09 | 1997-05-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Electronic blood pressure monitor |
| US5709212A (en) * | 1994-03-30 | 1998-01-20 | Nihon Kohden Corporation | Blood pressure measuring apparatus |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| UNI-Paderborn: Kenngrößengestützte kontinuierlicheBlutdruckbestimmung * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014223366A1 (en) | 2014-11-17 | 2016-05-19 | BSH Hausgeräte GmbH | Domestic appliance with a touch-sensitive operating device and method for its operation |
| WO2016078982A1 (en) | 2014-11-17 | 2016-05-26 | BSH Hausgeräte GmbH | Domestic appliance having a touch-senstive operator control device, and method for operating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002017781A1 (en) | 2002-03-07 |
| EP1313398A1 (en) | 2003-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1860999B1 (en) | Mobile diagnosis device | |
| DE69632317T2 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE CONSTITUTION OF A LIVING BODY | |
| DE60215283T2 (en) | Device for determining left ventricular ejection time in a heart | |
| EP2059166B1 (en) | Method and device for the determination of breath frequency | |
| EP0467853B1 (en) | Device and method for the measurement of blood pressure | |
| DE10392677B4 (en) | Device and method for monitoring the autonomic nervous system | |
| DE69904689T2 (en) | Device for non-invasive and continuous measurement of blood pressure | |
| DE69531728T2 (en) | DEVICE FOR MEASURING AND EVALUATING THE ELECTRICAL STABILITY OF THE HEART | |
| DE102008002933A1 (en) | Data recording for patient status analysis | |
| EP3518757B1 (en) | Monitoring of biosignals, in particular electrocardiograms | |
| EP4171369B1 (en) | Method for operating a blood pressure measuring apparatus | |
| EP3145394B1 (en) | Method and device for determining central systolic blood pressure | |
| EP4081116A1 (en) | Method and arrangement for generating an ecg signal | |
| EP2415396A1 (en) | Heart monitor | |
| DE60036080T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS ANALYSIS OF CARDIOVASCULAR ACTIVITY IN A SUBJECT | |
| EP3316768B1 (en) | Device and method for monitoring and measuring the autoregulation mechanism of the blood pressure in a living being | |
| DE60307448T2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE VASCULAR IMPEDANCE | |
| DE102021205185B3 (en) | Method and system for determining an ABP signal | |
| AT526119A1 (en) | Diagnostic system | |
| DE10249863A1 (en) | Non-invasive blood pressure measurement method in which the difference between a signal measured using an impedance cardiograph and that determined using an optical or acoustic peripheral pulse wave is determined | |
| DE10043266A1 (en) | Method and device for continuous non-invasive determination of blood pressure | |
| DE10319361A1 (en) | Measurement of vegetative balance for care of patient's health using biofeedback and achieving of sympathetic-vagus nerve balance by monitoring parameters including heart rate variability | |
| AT524040B1 (en) | METHOD AND MEASURING DEVICE FOR THE CONTINUOUS, NON-INVASIVE DETERMINATION OF AT LEAST ONE CARDIAC CIRCULATORY PARAMETER | |
| EP4520260A1 (en) | Blood pressure measurement method | |
| DE102023124287A1 (en) | Blood pressure measurement method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |